ຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ

1. ຄິດໄລ່ ຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ ຢູ່ຈຸດ A ຕັ້ງຢູ່ຫ່າງຈາກຈຸດປະຈຸໄຟຟ້າ 5 ຊມ Q = +10 μC. k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ປະຈຸໄຟຟ້າ (Q) = +10 μC = +10 x 10 ^-6 C

ໄລ ຍະຫ່າງ ລະຫວ່າງຈຸດ A ແລະຈຸດປະຈຸໄຟຟ້າ Q (rA ₎ = 5 ຊມ = 0.05 ມ = 5 x 10 ^-2 ມ

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

ຕ້ອງການ: ຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງ ສະໜາມໄຟຟ້າ ຢູ່ຈຸດ A

ວິທີແກ້ໄຂ:

ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ A:

ປະຈຸໄຟຟ້າເປັນບວກ ດັ່ງນັ້ນທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງຢູ່ຫ່າງຈາກປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ຈຸດ A.

[irp]

2. ຄິດໄລ່ຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ P ທີ່ຕັ້ງຢູ່ຫ່າງຈາກຈຸດປະຈຸໄຟຟ້າ 10 ຊມ Q = -2 0 μC. k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C.

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ປະຈຸໄຟຟ້າ (q) = -20 μC = -20 x 10 ^-6 C

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດ P ແລະປະຈຸໄຟຟ້າ (rP ₎ = 10 ຊມ = 0.1 ມ = 1 x 10 ^-1 ມ

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

ຕ້ອງການ: ຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ P

ວິທີແກ້ໄຂ:

ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ A:

ປະຈຸໄຟຟ້າມີຄ່າລົບ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າໄປຫາປະຈຸໄຟຟ້າ.

[irp]

3. ຈຸດປະຈຸໄຟຟ້າສອງຈຸດຖືກແຍກອອກຈາກກັນດ້ວຍໄລຍະຫ່າງ 40 ຊມ. ຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ P ລະຫວ່າງສອງປະຈຸໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງຢູ່ຫ່າງຈາກຈຸດ A 20 ຊມ ແມ່ນເທົ່າໃດ?

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ປະຈຸໄຟຟ້າ A (q _A ) = -2 μC = -2 x 10 ^-6 C

ປະຈຸໄຟຟ້າ B (qB ₎ = + 4 μC = +4 x 10 ^-6 C

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ A ແລະຈຸດ P (r _AP ) = 20 ຊມ = 0.2 ມ = 2 x 10 ^-1 ມ

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ B ແລະຈຸດ P (r _BP ) = 20 ຊມ = 0.2 ມ = 2 x 10 ^-1 ມ

ຕ້ອງການ: ຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ P.

ວິທີແກ້ໄຂ:

ປະຈຸໄຟຟ້າ A ເປັນລົບ ດັ່ງນັ້ນທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງຊີ້ໄປທາງ Q _A (ໄປທາງຊ້າຍ).

ປະຈຸໄຟຟ້າ B ເປັນບວກ ດັ່ງນັ້ນທິດທາງຂອງຈຸດສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງຢູ່ຫ່າງຈາກ Q _B (ໄປທາງຊ້າຍ).

ສະໜາມໄຟຟ້າທັງໝົດຢູ່ຈຸດ A:

ອີ = ອີ _ເອ + ອີ _ບີ

E = (4.5 x 105 ⁾ + (9 x ¹⁰⁵ )

E = 13.5 x 10 ⁵ N/C

ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຊີ້ໄປທາງ Q _A (ໄປທາງຊ້າຍ).

[irp]

4. ຂະໜາດຂອງສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນສູນຢູ່ທີ່…

ປະຈຸໄຟຟ້າ A ເປັນບວກ ແລະ ປະຈຸໄຟຟ້າ B ເປັນບວກ ດັ່ງນັ້ນຂະໜາດຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງເປັນສູນ ເຊິ່ງຕັ້ງ ຢູ່ຈຸດ P, ລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າທັງສອງ.

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ປະຈຸໄຟຟ້າ A (q _A ) = + 20 μC = +20 x 10 ⁻⁶ C

ປະຈຸໄຟຟ້າ B (qB ₎ = +40 μC = +40 x 10 ⁻⁶ C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ A ແລະ ປະຈຸໄຟຟ້າ B = 20 ຊມ

ປະຈຸໄຟຟ້າລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ A ແລະ ຈຸດ P (r _AP ) = a

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ B ແລະຈຸດ P (r _BP ) = 20 – a

ຕ້ອງການ: ຂະໜາດຂອງສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນສູນຕັ້ງຢູ່ທີ່….

ວິທີແກ້ໄຂ:

ຂະໜາດຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າ A ທີ່ຈຸດ P

ປະຈຸໄຟຟ້າ A ເປັນບວກ ດັ່ງນັ້ນທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງຢູ່ຫ່າງຈາກປະຈຸໄຟຟ້າ A (ໄປທາງຂວາ).

ຂະໜາດຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າ B ຢູ່ຈຸດ P:

ປະจุໄຟຟ້າ B ເປັນບວກ ດັ່ງນັ້ນທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງຢູ່ຫ່າງຈາກປະจุໄຟຟ້າ B (ໄປທາງຊ້າຍ).

ສະໜາມໄຟຟ້າທັງໝົດຢູ່ຈຸດ P = 0:

ພວກເຮົາໃຊ້ສູດກຳລັງສອງເພື່ອກຳນົດ a.

ຂະໜາດຂອງສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນສູນ ເຊິ່ງຕັ້ງຢູ່ຫ່າງຈາກປະຈຸໄຟຟ້າ A 8 ຊມ ຫຼື ຫ່າງຈາກປະຈຸໄຟຟ້າ B 12 ຊມ.

[irp]

5. ອີງຕາມຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ຈຸດ P ແມ່ນຈຸດທີ່ສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ P ເປັນສູນ? (k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

ການແກ້ໄຂ

To ຄິດໄລ່ຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ P, ໂດຍສົມມຸດວ່າຢູ່ຈຸດ P ມີປະຈຸໄຟຟ້າທົດສອບເປັນບວກ. Q₁ ເປັນບວກ ແລະ Q₂ ເປັນລົບ, ດັ່ງນັ້ນຈຸດ P ຕ້ອງຢູ່ເບື້ອງຂວາຂອງ Q₂ ຫຼື ຊ້າຍຂອງ Q₁ຖ້າຈຸດ P ຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍຂອງ Q₁ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍ Q₁ ຢູ່ຈຸດ P ຢູ່ທາງຊ້າຍ (ຫ່າງຈາກ Q₁) ແລະ ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍ Q₂ ຢູ່ຈຸດ P ທາງຂວາ (ໄປທາງ Q₁). ທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນກົງກັນຂ້າມກັນ ດັ່ງນັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າທັງສອງຈຶ່ງກຳຈັດເຊິ່ງກັນແລະກັນ ດັ່ງນັ້ນຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ P ຈຶ່ງເປັນສູນ.

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

Q ₁ = +9 μC = +9 x 10 ⁻⁶ C

Q ₂ = -4 μC = -4 x 10 ⁻⁶ C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງປະຈຸໄຟຟ້າ 1 ແລະ ປະຈຸໄຟຟ້າ 2 = 3 ຊມ

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ Q ₁ ແລະຈຸດ P (r _1P ) = a

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ Q ₂ ແລະຈຸດ P (r _2P ) = 3 + a

ຕ້ອງການ: ທີ່ຕັ້ງຂອງຈຸດ P ເພື່ອໃຫ້ ສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດ P ເປັນສູນ

ວິທີແກ້ໄຂ:

ຈຸດ P ຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍຂອງ Q ₁.

ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍ Q ₁ ຢູ່ຈຸດ P:

ປະຈຸໄຟຟ້າທົດສອບແມ່ນບວກ ແລະ Q ₁ ແມ່ນບວກ ດັ່ງນັ້ນທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງຢູ່ທາງຊ້າຍ.

ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍ Q ₂ ຢູ່ຈຸດ P:

ປະຈຸໄຟຟ້າທົດສອບແມ່ນບວກ ແລະ Q ₂ ແມ່ນລົບ ດັ່ງນັ້ນທິດທາງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງຢູ່ເບື້ອງຂວາ.

ສະໜາມໄຟຟ້າສຸດທິຢູ່ຈຸດ A:

ໃຊ້ສູດກຳລັງສອງເພື່ອກຳນົດ:

ກ = -1.25, ຂ = -13.5, ຄ = -20.25

ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ Q ₂ ແລະຈຸດ P (r _2P ) = 3 + a = 3 – 1.8 = 1.2 ຊມ.

ຈຸດ P ຢູ່ທາງຂວາ 1.2 ຊມ ຂອງ Q ₁.

[irp]